[发明专利]一种制备汽车用钛铝基合金增压涡轮的工艺方法

说明书

本发明提出了一种制备汽车用钛铝基合金增压涡轮的工艺方法，属于铸造工艺技术领域。解决了如何使用钛铝基合金制造增压涡轮的问题。它包括制作蜡模，在蜡模上粘接浇口和排气柱，将蜡模组焊到浇道上；将料浆涂挂在蜡模上，经过多次撒砂和干燥后形成模壳，将模壳经过脱蜡和真空焙烧处理后得到型壳；将型壳放置到铜坩埚真空感应熔炼炉的离心转盘上，通过加热装置对型壳进行加热，钛铝基合金料达到熔融状态后进行浇注，同时离心转盘进行旋转；浇注完成后，降低加热装置温度至室温，取出充满钛铝基合金的型壳后进行清理，去除型壳后得到铸件；对铸件进行处理得到制备的增压涡轮。它主要用于制备钛铝基合金增压涡轮。

技术领域

本发明属于铸造工艺技术领域，特别是涉及一种制备汽车用钛铝基合金增压涡轮的工艺方法。

背景技术

轻量化、高速、安全、低能耗是现代汽车工业发展的趋势，汽车发动机的部分关键零部件以往多采用镍基高温合金或者耐热钢材料，而材料轻量化是实现汽车轻量化的主要途径。工程上采用的TiAl金属间化合物基合金，简称TiAl基合金，主要成分为Ti-(45-50)％Al，由大量的γ-TiAl和少量的α₂-Ti₃Al组成，再添加如Nb、Cr、V、Fe、Mo、RE等以改善其组织和性能而获得的一种兼具金属和陶瓷性能特点的金属间化合物合金，具有优良的高温强度、抗蠕变、抗氧化和阻燃性能，而且密度低，弹性模量高，被视为是一种具有广阔应用前景的新型轻质耐高温结构材料。将高性能轻质的TiAl基合金应用于汽车发动机的关键部位(如进/排气阀、增压涡轮等)已成为国内外研究的热点。但TiAl基合金存在室温塑性低、成形性能差等突出问题，限制了其应用领域。因此，需要采用一定的工艺方法完成车用钛铝基合金增压涡轮的研制生产，实现在汽车上的应用。

发明内容

本发明为了解决现有技术中的问题，提出一种制备汽车用钛铝基合金增压涡轮的工艺方法。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种制备汽车用钛铝基合金增压涡轮的工艺方法，它包括以下步骤：

步骤1：根据所要制备的增压涡轮参数制作蜡模，在蜡模上粘接浇口和排气柱，将蜡模组焊到浇道上；

步骤2：将耐火材料和粘结剂配制成浆料，将料浆涂挂在蜡模上，经过多次撒砂和干燥后形成模壳，将模壳经过脱蜡和真空焙烧处理后得到型壳；

步骤3：将型壳放置到铜坩埚真空感应熔炼炉的离心转盘上，铜坩埚真空感应熔炼炉内设置有加热装置，通过加热装置对型壳进行加热，逐步增大感应电流使铜坩埚内的钛铝基合金料达到熔融状态后进行浇注，同时离心转盘进行旋转；

步骤4：浇注完成后，降低加热装置温度至室温，取出充满钛铝基合金的型壳后进行清理，去除型壳后得到铸件；

步骤5：对铸件进行处理去除铸件表面反应层，对铸件进行内部质量和表面质量检验并确认产品尺寸后得到制备的增压涡轮。

更进一步的，所述步骤1中使用金属模具进行压制形成蜡模，压制的蜡模冷却24小时后进行修整。

更进一步的，所述金属模具采用7系铝合金加工组装形成。

更进一步的，所述步骤1中浇道为圆柱形结构。

更进一步的，所述步骤2中的型壳包括面层、邻面层及背层，所述面层为Y₂O₃材料。

更进一步的，所述步骤3中加热装置对型壳至600～800℃。

更进一步的，所述步骤3中钛铝基合金料达到熔融状态并精炼3～5min后进行浇注。

更进一步的，所述步骤3中离心转盘的转速为300±20r/min。

更进一步的，所述步骤4中浇注完成后加热装置的降温速率为5℃/min。